The current hydrochemical regime of Lake Ladoga as an indicator of changes of its ecosystem

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The changes in the regime of the most related to the balance of production and destruction of Lake Ladoga hydrochemical indicators were analyzed: the content of total and mineral phosphorus, pH and the oxygen concentration in water. The results obtained during the open water period over the last 20 years are compared with the modern period. A decrease in the average inorganic phosphorus concentration in the lake during the open water period is noted, as a result of its almost complete consumption in the hypolimnion of the deep-water zones of the lake in summer. These changes limit the phytoplankton primary production and are accompanied by a decrease in the average pH in the open water period, which in turn is expressed in a shift in the production-destruction balance towards an increasing predominance of the process of organic matter destruction.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. A. Guseva

St. Petersburg Branch of “VNIRO” (“GosNOIRH” named after L.S. Berg)

Author for correspondence.
Email: velapandere@gmail.com
Russian Federation, Saint Petersburg, 199053

T. N. Petrova

Institute of Limnology of the Russian Academy of Sciences

Email: velapandere@gmail.com
Russian Federation, St. Petersburg, 196105

V. Yu. Krylova

Institute of Limnology of the Russian Academy of Sciences

Email: velapandere@gmail.com
Russian Federation, St. Petersburg, 196105

References

  1. Антропогенное эвтрофирование Ладожского озера / Под ред. Н.А. Петровой. Л.: Наука, 1982. 304 с.
  2. Гидрохимия и гидрооптика Ладожского озера. Л.: Наука, 1967. 216 с.
  3. Гусаков Б.Л., Тержевик А.Ю. Лимническое районирование и особенностиозерных процессов в лимнических зонах // Ладожское озеро – критерии состояния экосистемы / Под ред. Н.А. Петровой, А.Ю. Тержевика. СПб.: Наука, 1992. С. 21–26.
  4. Иофина И.В. Современное состояние водной микофлоры Ладожского озера // Рос. журн. приклад. экологии. 2022. № 4. С. 77–83.
  5. Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. 395 с.
  6. Коркишко Н.Н., Кулиш Т.П., Крылова Ю.В., Петрова Т.Н. Трансформация органического вещества воды Ладожского озера в условиях антропогенного эвтрофирования // Экол. химия. 1995. Т. 4. № 4. С. 288–295.
  7. Коркишко Н.Н., Кулиш Т.П., Петрова Т.Н., Черных О.А. Водное гуминовое вещество в воде озера и процесс его трансформации // Ладожское озеро – прошлое, настоящее, будущее / Под ред. В.А. Румянцева, В.Г. Драбковой. СПб.: Наука, 2002. С. 111–116.
  8. Коркишко Н.Н., Кулиш Т.П., Петрова Т.Н., Черных О.А. Органическое вещество воды Ладожского озера // Ладожское озеро / Под ред. Н.Н. Филатова. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2000. С. 105–110.
  9. Коркишко Н.Н., Кулиш Т.П., Петрова Т.Н., Черных О.А. Органическое вещество в воде Ладожского озера и процессы его трансформации // Экол. химия. 2000. Т. 9. № 4. С. 221–229.
  10. Ладожское озеро – критерии состояния экосистемы / Под ред. Н.А. Петровой, А.Ю. Тержевика. СПб.: Наука, 1992. 328 с.
  11. Ладожское озеро – прошлое, настоящее, будущее / Под ред. В.А. Румянцева, В.Г. Драбковой. СПб.: Наука, 2002. 327 с.
  12. Ладога / Под ред. В.А. Румянцева, С.А. Кондратьева. СПб.: Нестор-История, 2013. 468 с.
  13. Меншуткин В.В., Петрова Н.А., Иофина И.В., Петрова Т.Н., Сусарева О.М. Ладожское озеро: теория и реальность. СПб.: Нестор-История, 2015. 76 с.
  14. Общая характеристика озера / Ладожское озеро и достопримечательности его побережья. Атлас // Под ред. В.А. Румянцева. СПб.: Нестор-История, 2015. С. 15–18.
  15. Петрова Т.Н., Игнатьева Н.В. Биогенные элементы // Современное состояние и проблемы антропогенной трансформации экосистемы Ладожского озера в условиях изменяющегося климата / Под ред. С.А. Кондратьева, Ш.Р. Позднякова, В.А. Румянцева. М.: РАН, 2021. С.2 70–287.
  16. Петрова Н.А., Расплетина Г.Ф., Трегубова Т.М., Капустина Л.Л., Иофина И.В., Кулиш Т.П., Юдин Е.А. Основные этапы изменения озерной экосистемы под влиянием антропогенного эвтрофирования // Ладожское озеро – критерии состояния экосистемы / Под ред. Н.А. Петровой, А.Ю. Тержевика. СПб.: Наука, 1992. С. 240–251.
  17. Протопопова Е.В. Фитопланктон // Современное состояние и проблемы антропогенной трансформации экосистемы Ладожского озера в условиях изменяющегося климата / Под ред. С.А. Кондратьева, Ш.Р. Позднякова, В.А. Румянцева. М.: РАН, 2021. С. 300–310.
  18. Расплетина Г.Ф. Кислородный режим, величина рН, содержание органического вещества // Антропогенное эвтрофирование Ладожского озера. Л.: Наука, 1982. С. 101–105.
  19. Расплетина Г.Ф., Сусарева О.М. Биогенные элементы // Ладожское озеро – прошлое, настоящее, будущее / Под ред. В.А. Румянцева, В.Г. Драбковой. СПб.: Наука, 2002. С.77–86.
  20. Расплетина Г.Ф., Ульянова Д.С., Шерман Э.Э. Гидрохимия Ладожского озера // Гидрохимия и гидрооптика Ладожского озера. Л., 1967. С. 60–122.
  21. РД 52.24.419-95 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации растворенного кислорода в водах титриметрическим методом.
  22. Современное состояние и проблемы антропогенной трансформации экосистемы Ладожского озера в условиях изменяющегося климата / Под ред. С.А. Кондратьева, Ш.Р. Позднякова, В.А. Румянцева. М.: РАН, 2021. 637 с.
  23. Современное состояние экосистемы Ладожского озера / Под ред. Н.А. Петровой, Г.Ф. Расплетиной. Л.: Наука, 1987. 213 с.
  24. Сусарева О.М., Петрова Т.Н. Многолетний мониторинг динамики содержания фосфора в Ладожском озере // Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах. Материалы V Всесоюз. симпоз. с международ. участием. Петрозаводск, 2012. С. 62–66.
  25. Тихомиров А.И. Термика крупных озер. Л.: Наука, 1982. 232 с.
  26. Трегубова Т.М., Кулиш Т.П. Потребление кислорода в гиполимнионе как итог процесса антропогенного эвтрофирования // Современное состояние экосистемы Ладожского озера / Под ред. Н.А. Петровой, Г.Ф. Расплетиной. Л.: Наука, 1987. С. 172–179.
  27. Chorus I., Spijkerman E. What Colin Reynolds could tell us about nutrient limitation, N:P ratios and eutrophication control // Hydrobiologia. 2021. V. 848. P. 95–111. https://doi.org/10.1007/s10750-020-04377-w
  28. Correll D.L. The Role of Phosphorus in the Eutrophication of Receiving Waters: A Review // J. Environ. Quality. 1998. V. 27. № 2. P. 261–266. https://doi.org/10.2134/jeq1998.00472425002700020004x
  29. Guildford S.J., Hecky R.E. Total nitrogen, total phosphorus, and nutrient limitation in lakes and oceans: Is there a common relationship? // Limnol. Oceanogr. 2000. V. 45. № 6. P. 1213–1223. https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.6.1213
  30. Hutchinson G.E., Loffler H. The thermal classification of lakes // Proc. Nat. Acad. Sci. 1956. V. 42. P. 84–86. https://doi.org/10.1073/pnas.42.2.84
  31. Kapustina L.L., Mitrukova G.G. Current state of bacterial community of Lake Ladoga // Limnol. Rev. 2021. V. 21. № 3. P. 155–164. https://doi.org/10.2478/limre-2021-0014
  32. Klaveness D. Ecology of the Cryptomonadida: a first review // Growth and reproductive strategies of freshwater phytoplankton / Ed. C.D. Sandgren. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1988. P. 105–133.
  33. Redfield A.C. On the proportions of organic derivatives in sea water and their relation to the composition of plankton // James Johnstone Memorial Volume. Liverpool: Univ. Press, 1934. P. 176–192.
  34. Smith V.H. The nitrogen and phosphorus dependence of algal biomass in lakes: An empirical and theoretical analysis // Limnol. Oceanogr. 1982. V. 27. № 6. P. 1101–1112. https://doi.org/10.4319/LO.1982.27.6.1101
  35. Van Mooy B.A., Fredricks H.F., Pedler B.S., Dyhrman S.T., Karl D.M., Koblizek M., Lomas M.W., Mincer T.J., Moore L.R., Moutin T., Rappe M., Webb E.A. Phytoplankton in the ocean use non-phosphorus lipids in response to phosphorus scarcity // Nature. 2009. V. 458. P. 69–72. https://doi.org/10.1038/nature07659

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic map of the location of sampling stations in the deep-water (> 52 m) zones of Lake Ladoga.

Download (181KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spatial distribution of average summer concentrations of total phosphorus for 2013–2018 (a) and 2019–2023 (b).

Download (205KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Proportions of cases (% of the total number of measurements) with a concentration of Pmin < 0.05 μg P/l in the hypolimnion of the deep-water zone of Lake Ladoga in summer.

Download (103KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Diagrams of the range of measured values ​​of the hydrogen index in Lake Ladoga for 2003–2023 in the spring (a), summer (b) and autumn (c) seasons.

Download (252KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of average values ​​of the hydrogen index in Lake Ladoga in the summer period 2013–2018. in the surface (a) and bottom (c) layers and 2019–2023 in the surface (b) and bottom (d) layers.

Download (311KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Distribution of average values ​​of the hydrogen index in Lake Ladoga in the autumn period of 2013–2018 in the surface (a) and bottom (c) layers and 2019–2023 in the surface (b) and bottom (d) layers.

Download (325KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Summer distribution of the relative oxygen content (% saturation) in the surface layer of Lake Ladoga water in 2017 (a), 2018 (b), 2022 (c) and 2023 (d).

Download (431KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Distribution of average values ​​of the relative oxygen content (% saturation) in Lake Ladoga in the summer period of 2013–2018. in the surface (a) and bottom (c) layers and 2019–2023 in the surface (b) and bottom (d) layers.

Download (280KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Distribution of average values ​​of relative oxygen content (% saturation) in Lake Ladoga in the autumn period of 2013–2018 in the surface (a) and bottom (c) layers and 2019–2023 in the surface (b) and bottom (d) layers.

Download (268KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Proportions of cases (% of the total number of measurements) with oxygen concentration >100% saturation in the surface layer of Lake Ladoga water in the summer.

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences